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中国第一颗原子弹铀是怎么浓缩的?

中国第一颗原子弹铀是怎么浓缩的?

说起中国第一颗原子弹,您恐怕已经不再有什么胃口了。

今天要说的是诸位从没有细打听过的一件事 —— 那颗原子弹的原料是哪里搞来的?

这件事说出来有点好笑,却又不好笑,中国当时精选原子弹的原材料的过程就跟做豆腐差不多,居然是由成千上万农民用人类最原始和简陋的材料,在山寨工厂里,流血流汗,不顾放射性危险,硬凑出来的。

中国第一颗原子弹铀是怎么浓缩的?

懂一点核物理的都知道,造原子弹要从找铀矿开始。只有铀235可以造核弹,而自然界的铀只含有不到0.7%的铀235。原子弹需要较高浓度的铀235。这个过程先要把铀从铀矿石(多为花岗岩)中提炼出来,然后浓缩出铀235。提炼铀包括开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等程序。前三步技术含量较低。从铀金属中浓缩分离出铀235是最后也是技术含量最高的流程,必须在正规工厂或实验室里做。造原子弹,就得从找铀起步。铀矿这个东西即便今天也不是拿钱就可以随便买的。

1955年那个时候我国是两眼一麻黑,根本就不知道哪里有铀矿。当时的二机部决定铀矿勘探和开采要全民来办。不久两万多人的地质队伍在全国进行了大面积普查,最后确定了几个铀矿开采基地。但有意思的是,用于第一颗原子弹的铀竟然不全是出自这几个铀矿,而是来自于那些搞不清铀元素为何物的农民手中。当年许多县甚至人民公社都组建了地质队,成千上万的农民投入了找矿工作。

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在短短几个月的时间里,湖南、广东、辽宁等地的农民采矿大军便将地表层的铀矿石几乎扫荡一空。铀矿找到了,下一步是精选。这在当时是个大问题。那时铀矿精选和处理铀矿石的工厂都没有建成,而研究单位又急需两吨二氧化铀做实验,二机部部长宋任穷便指示三局想办法先生产出制取二氧化铀的原料。三局决定在广东的一个地方搞土法炼铀。这个地方叫下庄。下庄是粤北山区中一个仅有几十户农家的小山村。

苏联专家别捷夫去那里看过后很兴奋,命名其为希望矿化区。为了在炼铀厂建成之前获取制造第一颗原子弹所需的重铀酸铵,三局副局长佟城首先赶到下庄,组织十一分队实施土法炼铀。不到一个月炼铀厂就建成了,但厂房有点山寨,竟是用树皮、茅草和竹子搭起来的。草棚下并排竖立着几个大桶,用以代替浸出槽,每个桶中装满了碎矿、稀硝酸和稀硫酸,被浸泡着的矿石在桶里发出咕咕的响声,浸出来的溶液从第一个桶里流进第二个、第三个……然后流进地下的容器里,再从容器里倒回到第一个桶中,反复浸泡沉淀。

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在这里,用布袋、豆腐包过滤,用煮饭用的大铁锅当反应器,接下来,在另一个草棚里,人们用同样简陋的土办法,把溶液慢慢烤干。湖南省有个郴县(今为郴州市)也是当时的一个土法炼铀的点。汗流浃背的农民矿工们用铁锤砸碎放在用来锤稻子的臼窝里的矿石,用筛米的筛子筛出粉末,接着加酸浸出,用滤斗过滤,用电炉烤干。当时苏联专家对这样一种全民办矿,土法炼铀,既热烈又混乱的局面持两种态度。三局的总工程师斯捷潘诺夫主张按照正规的办法办,采样、试验、设计、订购设备、建厂都要按程序来运作。

但如果按他的办法搞就得多搞几年时间。中方领导考虑那个时间太长,根本就没法按照毛主席提出的“搞一点原子弹、氢弹”的时间表按时出弹。水冶专家特拉菲莫夫却支持中方的做法,他说他自己原先就搞过土法炼铀。苏联的土法是什么办法呢?即使用陶土大缸和大木桶,再用纱布过滤。这个办法对人身体有危害,对环境的污染比正规的厂子大。但是当时为了早日把铀产品搞出来,肯定要做出牺牲的。所以当时苏联专家提出来要加工20个大桶,直径要两米,高也要两米,这样每个桶装几吨矿石做渗滤,把硫酸倒进去,从里面把铀矿浸出来。

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苏联专家还强调要加强安全防护,设备条件简陋不等于说就不能安全防护或者不需要安全防护了。比如操作的时候都要戴胶皮手套,要穿上套鞋,穿上工作服,还要穿上橡皮围裙,戴口罩,另外废水一定要经过石灰和木炭处理。但这话说的容易做起来难,当时一穷二白的乡下哪来这些个家伙?

很多人不得不直接用手来操作,结果死伤了好几个工人和农民。这其中也包括一位参加过长征的老红军。土法炼铀中,有些材料需求量很大,比如用来过滤的布就特别费,在酸液中浸一、两次就不能再用了。当时布都要凭布票购买,每人每年的定量很有限,买多了不行,人家要盘问。铀矿工人们就拿着上级发的布票,轮流去各家商店购买,一人一次只能买几米回来。买布时还要保密,不敢跟人家说一下子要这么多布干什么。

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1958年底,二机部在下庄主持召开了全民办铀矿现场会,推广下庄的土法炼铀经验。在此前后,江西、广东、湖南、云南、贵州等20多个省区的农民也被动员起来,人人动手,用土法采矿并冶炼。他们从附近采集矿石,用类似的办法制成精选矿。当时这种被精选后的铀矿被称为“黄饼”(不是黄豆制成的“豆饼”)。农民制成“黄饼”后,拿到收购点去。

尽管这样的“黄饼”极其粗糙,但国家当时定出的价钱却超过了黄金,每吨 20来万元。在当时20万元可以盖一所中型医院。不过扣除了制作成本,加上其生产效率十分低下,农民并没有赚什么钱。二机部的袁成隆副部长说,土法炼铀,老百姓搞,我听说云南云沧那个地方有农民在那儿炼铀,就亲自去看看到底怎么样。去了一看,到处是小高炉,正在那儿炼呢,一个副专员在那儿主持这个事儿。开采呢,就是用镐刨,那个矿比较富,把那含铀矿刨出来。

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要碾碎怎么办呢,没有别的办法,用碾子,就是老百姓碾粮食的那种碾子(日后还要用那个碾子压粮食),把那铀矿石碾碎。碾碎以后得过滤啊,那就用做豆腐的麻布包过滤,一道一道过滤。最后得出细一点儿的,那个铀的沫,这也叫初铀。将来拿这个就可以搞氧化铀、四氟化铀、六氟化铀,一道一道弄下去了。老百姓找矿代价很高,不仅浪费了许多铀,消耗了大量选矿原料,而且还由于缺乏环境保护设施和手段,造成了严重的污染。

农民由于缺乏自身防护的知识和设备, 受到放射性污染的伤害的肯定的。不过,这种低剂量的放射危害要很多年后才能体现出来。但当时这样的土法炼铀却了产生了一定的成果:通过全民办铀矿,获得土法冶炼的重铀酸铵163吨,为原子弹试验的核燃料的生产提供了原料,进而为中国第一颗原子弹的研制赢得了时间。

中国第一颗原子弹铀是怎么浓缩的?

对此,美国学者刘易斯和薛理泰说,从一定意义上讲,中国的第一颗原子弹是一枚人民炸弹。这件事今天看起来确实很好笑 —— 当年造第一颗原子弹居然就跟造豆腐似的老土,连命都不要了。但也不好笑,那个时代的人们还是有点精神的。伙计,日后可别再小看中国的农民了,造第一颗原子弹也有他们的血汗和生命。

那座丰碑上有邓稼先、钱三强等伟人的身影,碑下浸润着农民的血汗。

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